活性氧类是具有潜在危险的细胞代谢的副产物,直接影响到细胞的发育、生长、存活、衰老和癌症的发展。它们全是由好氧生物所产生。不过它们的产生是一把双刃剑。一方面,调节细胞生长和氧化-还原态的信号转导途径似乎必需它们;另一方面,如这些代谢物的量过大,就会引起致死性的连锁反应,氧化并破坏细胞完整和存活所必须的结构。

  与正常细胞相比,许多肿瘤细胞似乎具有更高的代谢率,从而使活性氧类的产量增加。因而可以设计一种药物,把调节活性氧类水平的酶作为靶子,有的放矢地治疗癌症病。在最近的《自然》杂志上,霍安格(Huang)等人支持这种想法。他们发现了能杀死白血病细胞,但不伤害正常细胞的一种化合物,通过对一种酶的活动进行抑制,实现对癌病的治疗。

  活性氧类是在线粒体内在由好氧代谢形成ATP的同时产生的。在形成ATP的电子迁移过程中由线粒体泄漏的电子产生过氧化物(O2)和羟基(OH)。

  这些活性氧类,能导致过氧化氢(H2O2)产生;在一个依赖铁离子(Fe2+)或由Fe2+所催化的反应中,H2O2进一步成为羟基。细胞业已进化形成一系列的抗氧化剂系统,以对付这些危险的自然副产物。这些防卫系统包括细胞内的过氧化物歧化酶(SODs)能把O2-转化为H2O2,使H2O2或羟基失活的酶,以及能俘获自由基或“过渡金属”(例如Fe2+)的酶。

  肿瘤细胞内比正常细胞更高的有氧代谢水平以及更大量的活性氧类,使酶成为入选药物的好靶子。但是,以前抑制SODs活动的尝试,尚未能证明能在临床上应用。例如,能成功地争夺O2以约束SODs活性的离子不是专一对癌细胞有效,而是会对正常细胞起破坏作用,因而不能被人接受。但是,霍安格等人现在表明,最重要的一点是,一组雌激素行生物似乎能结合并抑制SODs,通过破坏线粒体,诱导试管内各种人类白血病细胞自杀。

  霍安格等人对现在所讨论的雌激素衍生物进行了不懈的观察研究,最终认识到诱导癌细胞自杀的是2-甲氧雌二醇。由于2-甲氧雌二醇能对细胞产生不同的效应,包括对供给肿瘤营养的血管形成的影响;对微管蛋白(组成细胞骨架的一种化合物)的聚合作用的影响;和/或对细胞自杀及细胞分裂调节基因表达的影响。事实上,所有这些不同作用,皆产生于对SODs的抑制。

  细胞内的SODs分为两种:与线粒体有关的依赖锰的SODMnSOD)和细胞质/核的依赖铜/锌的SODCuZnSOD)。作者们采用了各种技术手段,表明在白血病细胞内CuZnSOD的表达,受到2-甲氧雌二醇的诱导。研究表明,在试管内2-甲氧雄二醇能有效地抑制CuZnSODMnSOD的活动,并在完整无损的细胞内将其结合进SODs中。他们还发现,如果调节SOD的水平,便能控制卵巢癌细胞对2-甲氧雌二醇的敏感性。而O2-的清除剂或抗氧化剂,则能保护白血病细胞摆脱这种化合物的致死性作用。

  这类发现的确激动人心,但也同时提出了几方面的问题。首先,SOD是白血病细胞自杀所需要的2-甲氧雌二醇的唯——的相关靶子吗?第二,对这种化合物如何抑制SOD的有关知识,需要了解的还很多。第三,这些发现物显示,2-甲氧雌二醇以及其类似的雌激衍生物或抑制SOD的其他化合物可广泛用于癌病治疗。但正如霍安格所指出,可能存在着抑制SOD会危及肿瘤治疗的特定的细胞环境。最后,这类化合物可能有毒副作用。例如2-甲氧雌二醇,有害于新血细胞的生长(正常和肿瘤细胞,都需要新血细胞的生长)并能在试管内破坏DNA

  但不论答案如何,上述试验成果增加了这样一种希望,即抑制SODs可能成为治疗癌症的有效方法。即使证明SODs不是理想的药物靶子,现在我们也可以坚信,试图探查正常细胞和肿瘤细胞中控制氧化-还原态途径的区别,也是很有意义的。

  [Nature2OOO921]